晶圆表面的化学机械研磨方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102371534A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102371534A(43)申请公布日2012.03.14(21)申请号201010267508.X(22)申请日2010.08.24(71)申请人中芯国际集成电路制造(上海)有限公司地址201203上海市浦东新区张江路18号(72)发明人黄军平马智勇魏红建李佩(74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司11227代理人骆苏华(51)Int.Cl.B24B37/04(2012.01)H01L21/304(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称晶圆表面的化学机械研磨方法(57)摘要本发明提供了一种晶圆表面的化学机械研磨方法，包括：提供经初次化学机械研磨后的晶圆；在晶圆表面形成缓冲层；对晶圆表面进行第二化学机械研磨，去除所述缓冲层。所述缓冲层在第二化学机械研磨中，能够防止晶圆表面的残留物与研磨液接触而形成新的缺陷，还起到精确控制研磨的停止位置，以避免损坏晶圆上半导体器件的作用。CN1023754ACCNN110237153402371535A权利要求书1/1页1.一种晶圆表面的化学机械研磨方法，其特征在于，包括：提供经初次化学机械研磨后的晶圆；在晶圆表面形成缓冲层；对晶圆表面进行第二化学机械研磨，去除所述缓冲层。2.如权利要求1所述的化学机械研磨方法，其特征在于，所述第二化学机械研磨减薄的厚度等于或大于缓冲层的厚度。3.如权利要求1所述的化学机械研磨方法，其特征在于，所述缓冲层为氧化硅层或氮化硅层。4.如权利要求3所述的化学机械研磨方法，其特征在于，所述缓冲层的厚度范围为5.如权利要求4所述的化学机械研磨方法，其特征在于，在第二化学机械研磨中，调整研磨压力以及研磨盘转速，先进行快速研磨再进行慢速研磨，所述快速研磨所减薄的厚度与慢速研磨所减薄的厚度比为3∶1～1∶1，研磨速率范围为研磨时间范围为30s～180s。6.如权利要求1所述的化学机械研磨方法，其特征在于，所述缓冲层为复合层，包括氮化硅层及其表面的氧化硅层。7.如权利要求6所述的化学机械研磨方法，其特征在于，所述氮化硅层与氧化硅层的厚度比为1∶1～1∶3。8.如权利要求6所述的化学机械研磨方法，其特征在于，所述缓冲层的厚度范围为9.如权利要求8所述的化学机械研磨方法，其特征在于，在第二化学机械研磨中，采用恒定的研磨压力以及研磨盘转速，研磨速率为研磨时间范围为30s～300s。2CCNN110237153402371535A说明书1/4页晶圆表面的化学机械研磨方法技术领域[0001]本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种晶圆表面的化学机械研磨方法。背景技术[0002]在半导体制造工艺中，经常需要使用化学机械研磨工艺对晶圆表面进行平钽化处理。例如在金属互连工艺中，形成大马士革双镶嵌结构后，需要在沟槽或通孔内填充Cu、Al、Wu等互连金属，上述互连金属在沉积时，通常会溢出沟槽或通孔，并覆于晶圆的表面。则需要采用化学机械研磨工艺对晶圆表面进行减薄，去除上述溢出的互联金属。[0003]通常对晶圆表面的金属进行化学机械研磨工艺，包括如下三步骤：首先，通过较高的研磨速率(MaterialRemoalrate，MRR)，进行快速研磨，去除大部分厚度的金属并完成初步的表面平坦化。在此过程中，并未露出底部的半导体衬底，而保留有部分厚度的表面金属。然后，采用较低的研磨速率，进行精确研磨，去除剩余厚度的表面金属，并停止于底部的半导体衬底。在此过程中，根据所述半导体衬底与金属在同等研磨参数下具有不同研磨速率的特点，精确控制所述研磨的终点，使得研磨停留于半导体衬底上。最后，如果半导体衬底表面还存在残留的金属，则需要进行过度抛光处理以减少缺陷，所述过度抛光去除的厚度很小，仅有几十埃。[0004]在实际的生产过程中，已完成化学机械研磨形成金属互连层的晶圆，由于外界环境的变化，金属互连层表面会出现微腐蚀的情况，造成表面缺陷，而影响后续工艺，导致芯片的可靠性问题。因此必要的时候，还需要对上述产生表面缺陷的晶圆进行重新化学机械研磨的处理。[0005]现有工艺再进行重新化学机械研磨的处理时，微腐蚀的金属互连层部分很容易与研磨液发生化学反应形成新的残留物，在去除原有缺陷的同时，又形成新的缺陷；此外，对已形成金属互连层的晶圆表面进行重新化学机械研磨时，如果减薄的厚度过大，将导致金属互连层中的互连线断裂(参考图1所示)，从而造成芯片失效甚至报废。发明内容[0006]本发明解决的问题是在提供一种晶圆表面的化学机械研磨方法，在去除晶圆表面的缺陷的同时，避免引入二次缺陷，提高产品的良率。[0007]本发明提供的晶圆表面的化学机械研磨方法，包括：[0008]提供经初次化学机械研磨后的晶圆；[